Améliorer la culture en serre

Dans le contexte géopolitique actuel, l’autonomie alimentaire est une priorité. Mais dans un climat aussi rigoureux que le nôtre, produire localement toute l’année demeure un défi de taille.

Qui ne rêve pas de fraises du Québec en janvier ? En protégeant les cultures du froid, du vent et des intempéries, les serres permettent de prolonger la saison et d’obtenir des rendements plus élevés que la culture en champs, pour une même surface. Ce rendement repose toutefois sur un équilibre fragile. Pour bien se développer, les plantes ont besoin d’une température stable, d’un taux d’humidité contrôlé, d’une quantité suffisante de dioxyde de carbone et d’un éclairage adéquat. Maintenir ces paramètres exige une consommation d’énergie importante.

Pour réduire la facture, encore faut-il comprendre comment l’énergie circule dans ces environnements. « En hiver, les pertes de chaleur sont principalement liées à la surface de la serre en contact avec l’extérieur », explique Danielle Monfet, professeure au Département de génie de l’École de technologie supérieure (ÉTS). L’ingénieure développe des outils numériques capables de modéliser le comportement énergétique des environnements agricoles contrôlés, qu’il s’agisse de serres, de fermes verticales ou de fermes conteneurs, qui permettent de cultiver des plants sous éclairage artificiel dans des conteneurs maritimes recyclés. Ces outils permettent ainsi de comparer différentes façons de gérer ces espaces : mieux isoler certains murs, régler le chauffage, optimiser l’éclairage ou encore tester des systèmes de stockage de chaleur.

Une ferme conteneur intelligente

Pour les fermes conteneurs, les défis ne sont pas tout à fait les mêmes. « L’influence de l’extérieur est beaucoup plus limitée », explique Danielle Monfet. En revanche, l’éclairage artificiel produit beaucoup de chaleur. Il faut donc apprendre à gérer et à évacuer cet excédent.

Une ferme conteneur intelligente, mise au point à l’ÉTS par Didier Haillot, professeur au Département de génie mécanique, Martine Dorais, de l’Université Laval et Danielle Monfet a justement été récompensée en 2025 par le prix Impact – Sécurité et accessibilité, remis par l’ÉTS. Ce petit laboratoire servira à tester, à échelle réelle, différentes stratégies pour réduire la consommation énergétique tout en maintenant des conditions idéales pour les cultures.

« Ce qui m’importe, indique Danielle Monfet, c’est de produire des solutions concrètes pour aider les agricultrices et agriculteurs dans leurs décisions, pas seulement des modèles théoriques. »

Mieux pousser sous l’infrarouge

Une autre piste à explorer pour améliorer la culture en serre est la lumière. Au Québec, la période durant laquelle les plantes peuvent croître sans éclairage additionnel est très courte. Dès l’automne, il faut compenser le manque de luminosité.

« On s’est demandé s’il existait, dans la lumière du soleil, un type de rayonnement qu’on pourrait exploiter davantage », explique Tagnon Missihoun, professeur en biologie végétale à l’Université du Québec à Trois-Rivières (UQTR). Son équipe s’est ainsi penchée sur le rayonnement infrarouge, aussi appelé rouge lointain. Lorsque les plantes détectent cette longueur d’onde, elles interprètent leur environnement comme étant ombragé et accélèrent leur croissance afin d’aller capter davantage de lumière.

En ajoutant différentes doses de rouge lointain à l’éclairage DEL utilisé en serre, l’équipe a obtenu des résultats très encourageants. Les poivrons, choisis comme plante modèle, ont présenté une croissance plus rapide. Sur le plan biochimique, les travaux ont mis en évidence une augmentation du taux de sucre dans les fruits ainsi qu’un rendement légèrement supérieur par rapport aux plants cultivés sous un éclairage standard. Certaines doses élevées d’infrarouges ont toutefois retardé légèrement la maturation des fruits. « C’est une autre hypothèse qu’on doit tester, explique le chercheur. L’objectif est de trouver le juste milieu, celui qui permet à la plante de tirer pleinement profit de ce rayonnement sans qu’il y ait d’effets secondaires. »

L’application à grande échelle n’est donc pas pour tout de suite puisque les productions commerciales souffrent de la moindre baisse de rendement. L’équipe cherche à trouver des marqueurs biologiques qui permettraient de déterminer les doses optimales à administrer selon l’espèce ou la variété. Les prochaines étapes viseront à affiner ces paramètres et à sélectionner des variétés potentiellement plus performantes sous nos latitudes. « J’aimerais bien travailler avec des producteurs, apprendre d’eux, parce qu’ils possèdent des connaissances acquises au fil de plusieurs années d’expérience », ajoute Tagnon Missihoun.

Des bactéries multitâches en serre

Le chancre bactérien, causé par la bactérie Clavibacter michiganensis, est un nom qui fait trembler les producteurs et productrices de tomates en serre, en particulier en culture biologique. Leurs options sont très limitées : un seul traitement est autorisé, dont l’efficacité est loin d’être au rendez-vous, et il n’existe pas de variété résistante à la maladie. Éric Déziel, microbiologiste et titulaire de la Chaire de recherche en socio­microbiologie fondamentale et appliquée à l’Institut national de la recherche scientifique (INRS), compte bien y remédier. Son arme secrète ? Des bactéries « protectrices  ».

« Le premier réflexe a été de chercher des micro-organismes capables d’agir comme antagonistes naturels de C. michiganensis », explique-t-il. Le chercheur ne partait pas de zéro puisqu’il disposait déjà dans son laboratoire d’une vaste collection de bactéries isolées directement dans des champs de tomates québécois.

À partir de cette collection, la postdoctorante Nasim Sedighian, de l’INRS, a identifié plus d’une centaine de souches capables d’inhiber C. michiganensis. « Certaines bactéries, capables de stimuler la croissance des plantes, étaient déjà commercialisées comme biofertilisants. Elles facilitent par exemple l’absorption de l’azote ou du phosphore. On s’est donc demandé s’il était possible de trouver une bactérie qui ferait les deux : protéger la plante et favoriser sa croissance. »

Tomate infectée par Clavibacter michiganensis. Photo : Nasim Sedighian

Après plusieurs étapes de sélection, trois bactéries se sont démarquées. Testées en conditions contrôlées, elles réduisent considérablement le taux d’infection tout en stimulant la croissance des plants de tomates. Les articles scientifiques les décrivant devraient paraître en 2026.

« Une fois les articles publiés, j’espère qu’on pourra obtenir un nouveau financement ou trouver des partenaires prêts à poursuivre », confie Éric Déziel. L’objectif, rappelle-t-il, n’est pas de commercialiser un produit à tout prix, mais de développer, avec les producteurs et productrices, des solutions biologiques adaptées à leur réalité.

Photo en ouverture : Valcenteu/Wikimedia Commons